DE60309383T2

DE60309383T2 - Silberhaltige Dentalzusammensetzung

Info

Publication number: DE60309383T2
Application number: DE60309383T
Authority: DE
Inventors: Xuejun Foothill Ranch Quian
Original assignee: Kerr Corp
Current assignee: Kerr Corp
Priority date: 2002-06-21
Filing date: 2003-06-20
Publication date: 2007-08-30
Anticipated expiration: 2023-06-21
Also published as: EP1374830B1; EP1374830A1; US20050265931A1; EP1374830B8; DE60309383D1; US6924325B2; EP1749514A1; US20040002557A1

Description

Gebiet der Erfindung
Diese Erfindung bezieht sich auf eine Dentalzusammensetzung, die eine silberhaltige Keramik umfasst, die antimikrobielle Eigenschaften und eine verbesserte Farbstabilität aufweist, ohne die mechanischen Eigenschaften zu beeinträchtigen.
Hintergrund der Erfindung
Auf Harzen basierende dentale Restaurationsmaterialien werden aufgrund ihrer wünschenswerten ästhetischen Eigenschaften zum Material der Wahl bei Zahnärzten und Patienten. Aufgrund einer unzureichenden Klebeverbindung, Polymerisationsschrumpfspannungen, thermischen Spannungen und mechanischen Spannungen (Kaukraft) tritt jedoch eine Lückenbildung zwischen dem Restaurationsmaterial und der Zahnstruktur auf. Dies führt zu Mikroleckbildung und anschließend zu sekundärer Karies.
Ein Restaurationsmaterial, das antibakterielle Eigenschaften besitzt und das Bakterienwachstum um die Restauration herum hemmt, wäre wünschenswert. Verschiedene antibakterielle Mittel wurden in orale Produkte wie Spüllösungen, Zahnpasten, Beschichtungen und dentale Restaurationszusammensetzungen eingebaut, um Bakterien abzutöten oder das Bakterienwachstum zu hemmen. Zu diesen antibakteriellen Mitteln gehören Phenole/ätherische Öle (US-Patente Nr. 5,260,062 und 6,326,417), quartäre Ammoniumverbindungen (US-Patente Nr. 4,820,507, 5,330,746 und 6,355,704) und zinkhaltige Metallsalze (US-Patent Nr. 4,522,806).
Es zeigte sich, dass Silber ein effektives antibakterielles Mittel ist. Zum Beispiel offenbart US-Patent Nr. 5,340,850 ein Verfahren, um Silberionen physikalisch auf die Oberfläche eines anorganischen Füllstoffs oder in eine Harzmatrix zu implantieren, wobei eine spezielle Ionenimplantationsapparatur verwendet wird. Das US-Patent Nr. 6,379,712 offenbart ein nanosilberhaltiges antibakterielles Granulat, das einen metallischen Silberkern umfasst, der von Silberoxid umgeben ist und erhalten wird, indem man Silber aus einer Lösung auf geschnittenes Stängelmark ausfällt und das nanosilberhaltige Stängelmark mahlt. Das US-Patent Nr. 6,267,590 offenbart eine orthodontische Zahnspange und Drahtbogen, die mit einer antimikrobiellen polymeren Beschichtungszusammensetzung beschichtet sind, welche ein Silberionen enthaltendes Zeolithteilchen umfasst. Das US-Patent Nr. 4,911,898 offenbart die Herstellung von Silberionen enthaltenden Zeolithteilchen mit antibakteriellen Eigenschaften, die durch Dotieren des Zeolithteilchens mit Silberionen durch Ionenaustausch in einer Silberionen enthaltenden wässrigen Lösung hergestellt werden.
Keine der oben genannten Literaturstellen offenbart eine dentale Zusammensetzung, die ethylenisch ungesättigte Monomere und Polymerisationsinitiatoren enthält, wobei die silberhaltige Keramik wünschenswerte Eigenschaften, wie antimikrobielle Eigenschaften und Farbstabilisierung, verleiht, ohne die mechanische Festigkeit der Dentalzusammensetzung zu opfern.
JP02-142711 offenbart eine Dentalzusammensetzung, die ein (Meth)acrylsäureester-Polymer, antibakteriellen Zeolith und eine polymerisierbare Verbindung, die eine ethylenische Doppelbindung enthält, umfasst.
K. Wakasa et al., "Dental application of silver zeolite. Dental restorative materials", STN Chemical Abstracts, Band 13, Nr. 127, 29. September 1997, offenbart dentale Restaurationsmaterialien, die Glas-Ionomer-Zemente und Silberzeolith umfassen.
Kurzbeschreibung der Erfindung
Die Erfindung stellt eine Dentalzusammensetzung bereit, die ein Silber-Zink-Glas, wenigstens ein Monomer mit wenigstens einer ethylenisch ungesättigten Gruppe und ein Polymerisationsinitiatorsystem umfasst.
Die Zusammensetzung kann auch andere Komponenten, wie einen Füllstoff, einen Stabilisator, einen UV-Licht-Absorber, einen Farbstoff, Lösungsmittel zum Modifizieren der Viskosität usw. enthalten. Das silber-zink-haltige Glas (im Folgenden als "silberhaltige Keramik" bezeichnet) kann ein Pulver sein. In einer Ausführungsform liegt es in einer Konzentration im Bereich von 0,01 bis 10 Gew.-% der Zusammensetzung vor, und in einer anderen Ausführungsform liegt es im Bereich von 0,05 bis 5 Gew.-% der Zusammensetzung vor. In einer Ausführungsform ist die mittlere Teilchengröße des Pulvers kleiner als 30 μm, und in einer anderen Ausführungsform ist die Teilchengröße des Pulvers kleiner als 5 μm. Bei dem Glaspulver kann es sich um Silberaluminophosphat-Glas oder Silberaluminosilicat-Glas handeln. Die silberhaltige Keramik kann auch andere Elemente, wie Kupfer, enthalten. Die ethylenisch ungesättigte Gruppe in der Zusammensetzung kann eine Vinylgruppe, eine Methacrylatgruppe und/oder eine Acrylatgruppe sein. Das Polymerisationsinitiatorsystem in der Zusammensetzung kann ein Photo-, Redox- und/oder thermisches Initiatorsystem sein. Die Zusammensetzung kann ein Harzverbundstoff, ein Harzionomer und/oder ein harzmodifiziertes Glasionomer sein.
Die Zusammensetzung kann auf den Zahn aufgebracht und dann gehärtet oder zuerst gehärtet und dann auf den Zahn aufgebracht werden. Die Zusammensetzung kann als dentale Restaurationszusammensetzung, endodontische Zusammensetzung zum Versiegeln und/oder Füllen eines Wurzelkanals, orthodontische Zusammensetzung oder prosthetische Zusammensetzung verwendet werden.
Diese und andere Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Zusammensetzung werden im Lichte der folgenden ausführlichen Beschreibung und der Beispiele deutlich.
Ausführliche Beschreibung der Erfindung
Die erfindungsgemäße Zusammensetzung umfasst eine silberhaltige Keramik, ein oder mehrere Monomere mit wenigstens einer ethylenisch ungesättigten funktionellen Gruppe und ein Polymerisations- oder Härtungsinitiatorsystem. Die silberhaltige Keramik, die für eine antimikrobielle Wirkung sorgt, kann ein Glaspulver sein und kann zusätzliche antimikrobielle Mittel, wie Kupfer, enthalten. Andere Komponenten können ebenfalls mitverwendet werden, wie ein Füllstoff, ein Farbstoff, ein Stabilisator zur Verbesserung der Lagerstabilität der Zusammensetzung, einen Stabilisator gegen die Wirkungen von ultraviolettem (UV) Licht usw.
Die silberhaltige Keramik sorgt für eine nachhaltige Freisetzung von aktiven Komponenten, d.h. Silber, in eine orale Umgebung, die eine Restauration umgibt, und hilft dabei, sekundäre Karies in der Nähe der Restauration, wo sich Lücken zwischen der Restauration und der Zahnstruktur entwickeln, zu verhindern. Wenn sie in dentale Restaurationszusammensetzungen eingebaut wird, wurden die mechanische Festigkeit, die optischen Eigenschaften und die Lagerstabilität des resultierenden Materials nicht beeinträchtigt.
Die silberhaltige Keramik und wenigstens ein Monomer mit wenigstens einer ethylenisch ungesättigten Gruppe können in einer zweikomponentigen Dentalzusammensetzung, die einen Redoxpolymerisationsinitiator enthält, verwendet werden. Die zwei Komponenten sind die Katalysatorkomponente und die Basenkomponente, wobei jede Komponente eine Komponente des Redoxinitiatorsystems enthält. Die Basenkomponente enthält gewöhnlich das Reduktionsmittel des Redoxinitiatorsystems, während die Katalysatorkomponente das Oxidationsmittel des Redoxinitiatorsystems enthält. Die Zusammensetzung wird gehärtet, wenn die Katalysatorkomponente mit der Basenkomponente gemischt wird, was die radikalische Polymerisation einleitet, und die Zusammensetzung wird als selbsthärtende Zusammensetzung bezeichnet (ohne externe Aktivierungsquelle, wie Licht oder Wärme). Ein Photoinitiator kann gegebenenfalls in die Basenkomponente der Zusammensetzung eingebaut werden, wobei man eine dual aushärtende (selbsthärtende und lichthärtbare) zweikomponentige Zusammensetzung erhält. Es war Dentalherstellern und Dentalpraktikern bekannt, dass die Katalysatorkomponente, die das Oxidationsmittel enthält, im Allgemeinen eine begrenzte Farbstabilität hatte und sich nach etwa sechs Monaten Lagerung verfärbte. Wenn jedoch die silberhaltige Keramik in die Zusammensetzung eingebaut wurde, zeigte die Katalysatorkomponente eine wesentlich verbesserte Farbstabilität und ergab eine zweikomponentige Dentalzusammensetzung mit beständigerer Farbe.
Die silberhaltige Keramik kann ein Pulver sein. In einer Ausführungsform hat das Pulver eine mittlere Teilchengröße von weniger als 30 μm. In einer anderen Ausführungsform hat das Pulver eine mittlere Teilchengröße von weniger als 5 μm. Bei dem silberhaltigen Glas kann es sich um Silberaluminophosphat-Glas oder Silberaluminosilicat-Glas handeln. Das Glas kann auch andere antibakterielle Elemente, wie Kupfer, enthalten, um die antimikrobielle Wirkung zu verstärken. Während des Glasherstellungsvorgangs können zusätzliche Elemente eingeführt werden, um die Herstellung zu erleichtern, um der Dentalzusammensetzung Strahlenundurchlässigkeit zu verleihen, um Fluorid freizusetzen usw. Beispiele für solche Elemente sind Bor, Phosphor, Fluor, Calcium, Barium, Strontium oder andere Alkali/Erdalkalimetallelemente. Das Silber wird in das Glas eingebaut, indem man die silberhaltige Verbindung während der Herstellung des Glases mit anderen glasbildenden Bestandteilen zusammen schmilzt. Ein silberhaltiges antimikrobielles Glasadditiv ist Irgaguard^® B7000 (Ciba Specialty Chemicals Corporation, Tarrytown NY). Irgaguard^® B7000 ist ein Gemisch aus feinem Silber-Zink-Glas-Pulver und feinem Bariumsulfatpulver mit einer mittleren Teilchengröße von 1,8 μm.
Der Konzentrationsbereich für die silberhaltige Keramik liegt im Bereich von 0,01 bis 10 Gew.-% der Zusammensetzung. In einer Ausführungsform ist der Konzentrationsbereich 0,05 bis 5,0 Gew.-% der Zusammensetzung.
Beliebige Monomere, die wenigstens eine ethylenisch ungesättigte Gruppe aufweisen, können verwendet werden. Beispiele für ethylenisch ungesättigte Gruppen sind Vinyl-, Acrylat- und Methacrylatgruppen. Beispiele für Monomere sind unter anderem die folgenden, wobei "(Meth)acrylat" für "Acrylat oder Methacrylat" steht: Hydroxyethyl(meth)acrylat, Hydroxypropyl(meth)acrylat, Hydroxybutyl(meth)acrylat, Glycerindi(meth)acrylat, Glycerinmono(meth)acrylat, Methyl(meth)acrylat, Ethyl(meth)acrylat, Propyl(meth)acrylat, Butyl(meth)acrylat, Hexyl(meth)acrylat, Octyl(meth)acrylat, Lauryl(meth)acrylat, Decyl(meth)acrylat, Tridecyl(meth)acrylat, 2-Ethoxyethyl(meth)acrylat, 2'-Ethoxy-2-ethoxyethyl(meth)acrylat, Ethylenglycoldi(meth)acrylat, Diethylenglycoldi(meth)acrylat, Triethylenglycoldi(meth)acrylat, Tetraethylenglycoldi(meth)acrylat, Polyethylenglycolmono(meth)acrylat, Polyethylenglycoldi(meth)acrylat, Polypropylenglycolmono(meth)acrylat, Polypropylenglycoldi(meth)acrylat, Polytetramethylenglycolmono(meth)acrylat, Polytetramethylenglycoldi(meth)acrylat, Hexandioldi(meth)acrylat, Trimethylolpropantri(meth)acrylat, UDMA (Reaktionsprodukt von 2-Hydroxyethylmethacrylat mit 2,4,4-Trimethylhexandiisocyanat), 2,2-Bis[4-(2-hydroxy-3-methacryloylpropoxy)phenyl]propan (Bis-GMA), ethoxyliertes Bisphenol-A-dimethacrylat (EBPADMA-n, wobei n die gesamte Stoffmenge von Ethylenoxid in dem Molekül in mol ist; in einer Ausführungsform ist n = 2-20 Einheiten), Tetrahydrofurfuryl(meth)acrylat oder ein Gemisch davon. In verschiedenen Ausführungsformen enthalten die Monomere mehr als eine ethylenisch ungesättigte Gruppe pro Molekül.
Der radikalische Polymerisationsinitiator kann ein beliebiger Initiator sein, der die radikalische Polymerisation von Monomeren mit einer ethylenisch ungesättigten Gruppe einleiten kann, und es kann sich dabei um einen oder mehrere Photoinitiatoren, Redoxinitiatoren und/oder thermische Initiatoren handeln. Beispiele für Photoinitiatoren sind Benzoin, Benzoinether und -ester, 2,2-Diethoxyacetophenon, Diketon-Verbindungen, Bisacylphosphinoxid, Diaryliodoniumsalz und/oder Triarylsulfoniumsalz. Zusätzlich kann ein Aktivator, wie ein tertiäres Amin, zusammen mit den Photoinitiatoren verwendet werden, um die Härtungseffizienz zu erhöhen. Photoinitiatorsysteme können Campherchinon und ein tertiäres Amin, wie Ethyl-4-(N,N-dimethylamino)benzoat, 2-(Ethylhexyl)-4-(N,N-dimethylamino)benzoat und N,N-Dimethylaminoethylmethacrylat, umfassen. Ein Redoxinitiatorsystem weist wenigstens ein Reduktionsmittel und wenigstens ein Oxidationsmittel auf. Das Reduktionsmittel kann ein tertiäres Amin oder eine organische Verbindung, die die Gruppe -SO₂M enthält (wobei M = H oder ein Alkalimetallion ist); sein. In verschiedenen Ausführungsformen kann es sich bei dem Reduktionsmittel um N,N-Dihydroxyethyl-p-toluidin, N,N-Dimethyl-p-toluidin, N,N-Dimethylaminophenylethylalkohol, N,N-Dimethylaminophenylessigsäure, Benzolsulfinsäure, Toluolsulfinsäure, Natriumbenzolsulfinat, Kaliumbenzolsulfinat, Natriumtoluolsulfinat, Kaliumtoluolsulfinat handeln. Das Oxidationsmittel kann ein Peroxid sein, wie Benzoylperoxid, Wasserstoffperoxid, Di-t-butylperoxid, t-Butylhydrogenperoxid. Ein thermischer Initiator kann ein Peroxid, Persulfat oder eine Azoverbindung sein, wie Benzoylperoxid, Kaliumpersulfat, 2,2'-Azobis(isobutyronitril) und 1,1'-Azodi(hexahydrobenzonitril).
Der Photoinitiator, Redoxinitiator und thermische Initiator kann allein oder in Kombination verwendet werden. Ein thermischer Initiator kann in einem einkomponentigen, nur thermisch härtbaren System, wie in einer Inlay-, Onlay- oder Kronenzusammensetzung, verwendet werden. Ein Photoinitiator kann in einem einkomponentigen, nur lichthärtbaren System, wie in einem lichthärtbaren Verbundfüllmaterial oder lichthärtbaren Verblendschalenzement, verwendet werden. Der Redoxinitiator kann in einer zweikomponentigen selbsthärtenden (d.h. ohne Aktivierung durch Licht oder Wärme härtenden) Zusammensetzung verwendet werden, wobei jede Komponente einer Komponente (entweder das Oxidationsmittel oder das Reduktionsmittel) des Redoxinitiatorsystems enthält. Der Photoinitiator kann in Kombination mit dem Redoxinitiatorsystem verwendet werden, um das System dual härtbar, d.h. sowohl lichthärtbar als auch selbsthärtend, zu machen. Der thermische Härtungsinitiator und der Photoinitiator können zusammen in einem einkomponentigen dual härtbaren System, d.h. einem sowohl lichthärtbaren als auch thermisch härtbaren System, verwendet werden. Die Konzentration des oder der Initiatoren liegt im Bereich von 0,01 bis 5,0 Gew.-%. In einer Ausführungsform liegt die Konzentration des oder der Initiatoren im Bereich von 0,05 bis 3,0 Gew.-%.
Ein Füllstoff ist je nach der Anwendung fakultativ. Während die meisten Zusammensetzungen die Verwendung eines Füllstoffs erfordern, braucht eine Grundie rungs- oder Kleberzusammensetzung keinen Füllstoff zu enthalten. Ein Füllstoff kann verwendet werden, um die mechanischen Eigenschaften zu verbessern, die Polymerisationsschrumpfung zu reduzieren, die rheologischen Eigenschaften zu verbessern und die Strahlenundurchlässigkeit der Zusammensetzung zu erhöhen und dadurch den Nachweis von Lücken oder Hohlräumen zu erleichtern. Beispiele für Füllstoffe sind anorganisches Metall, Salz, Oxid, Silicat, Aluminosilicat, Aluminoborosilicat, Fluoroaluminosilicat, kolloidale Kieselsäure, gefälltes Kieselgel, polymerer Füllstoff und/oder polymerisierter Verbundfüllstoff mit verstärkenden anorganischen Teilchen. Zu den anorganischen Füllstoffen für erhöhten Röntgenkontrast gehören Metalle, Silicate, Aluminosilicate, Salze und Oxide, die Elemente mit hoher Ordnungszahl enthalten, einschließlich Strontium, Bismut, Wolfram, Barium, Ytterbium, Yttrium usw. Beispiele dafür sind Bariumsulfat, Silber, Strontiumfluorid, Bariumfluorid, Ytterbiumfluorid, Yttriumfluorid, Bariumwolframat, Zinkoxid, Zirconiumoxid, Wismut(III)oxid, Bariumaluminosilicat, Bariumaluminoborosilicat, Strontiumaluminosilicat, Bariumaluminofluorosilicat, Strontiumaluminofluorosilicat, Zinkaluminosilicat, Zirconiumaluminosilicat usw. Quarzstaub, kolloidale Kieselsäure oder gefälltes Kieselgel können ebenfalls eingearbeitet werden, um die Dispersion des Füllstoffs sowie die rheologischen und Handhabungseigenschaften des Materials zu verbessern. Beispiele für kolloidale Kieselsäuren sind die von Degussa (Ridgefield Park NJ) vertriebene Kieselsäure der "Aerosil"-Serie "OX-50", "OX-130" und "OX-200" und die von der Cabot Corporation (Tuscola IL) vertriebene Kieselsäure "Cab-O-SiI M5" und "Cab-O-Sil TS-530". Die Füllstoffe umfassen auch Nanopartikelfüllstoffe, wie solche, die durch ein Sol-Gel-Verfahren erhalten werden, wie es in den US-Patenten Nr. 4,567,030 und 5,609,675 offenbart ist. Es können auch Gemische von verschiedenen Füllstoffen verwendet werden.
Bei anorganischen Füllstoffen kann die Oberfläche des Füllstoffs mit einem Kopplungsmittel, wie γ-Methacryloyloxypropyltrimethoxysilan (A-174), behandelt oder beschichtet werden. Ein Kopplungsmittel verstärkt die Grenzflächenbindung zwischen dem Füllstoff und der Harzmatrix und verbessert die mechanischen Eigenschaften der Zusammensetzung. Die mittleren Teilchengrößen des Füllstoffs sind kleiner als 20 μm und in einer Ausführungsform kleiner als 5 μm. Der Konzentrationsbereich der Gesamtfüllstoffe ist je nach der Anwendung 0 bis zu 95 Gew.-%. Für Primer- oder Kleberanwendungen ist der Konzentrationsbereich 0 bis zu 60 Gew.-%. Für Zementanwendungen ist der Konzentrationsbereich 20 bis 75 Gew.-%. Für Füllmaterialien ist der Konzentrationsbereich 30 bis 95 Gew.-%.
Es können auch andere Komponenten in die erfindungsgemäße Zusammensetzung eingearbeitet werden, einschließlich Farbstoffen, Stabilisatoren, UV-Absorbern und anderen antimikrobiellen Mitteln. Farbstoffe werden verwendet, um einen gewünschten Farbton zu erreichen, und können anorganische Pigmente oder organische Farbstoffe sein. Stabilisatoren sind Polymerisationsinhibitoren, um die Lagerstabilität der Zusammensetzung zu verbessern. Zu den am häufigsten verwendeten Stabilisatoren gehören 2,6-Di(tert-butyl)-4-methylphenol (BHT) und 4-Methoxyphenol (MEHQ). UV-Absorber werden verwendet, um die Farbstabilität des Restaurationsmaterials bei Einwirkung von UV-Licht zu verbessern. Ein Beispiel für einen UV-Absorber ist 2-Hydroxy-4-methoxybenzophenon (UV-9).
Die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen können als dentale Restaurationszusammensetzung, endodontische Zusammensetzung, orthodontische Zusammensetzung oder prosthetische Zusammensetzung verwendet werden. Eine Restaurationszusammensetzung kann ein Zahnfüllmaterial, ein Zahnzement, eine Zahnverkleidung, eine Zahnbasis, eine Zahngrundierung, ein Zahnkleber oder eine Zahnloch/riss-Versiegelungszusammensetzung sein. Eine endodontische Zusammensetzung kann ein endodontisches Versiegelungs- und/oder Füllmaterial zum Versiegeln und/oder Füllen eines Wurzelkanals sein. Diese können von dem in US-Patent Nr. 6,353,041 und US-Patent Nr. 6,472,454 offenbarten Typ sein. Eine orthodontische Zusammensetzung kann eine orthodontische Grundierungs-, Klebe- oder Zementzusammensetzung zum Kleben einer orthodontischen Vorrichtung auf eine Zahnoberfläche sein. Eine prosthetische Zusammensetzung kann eine Dental-Inlay-, Onlay-, Kronen-, Brücken- oder Gebisszusammensetzung sein.
Die Zusammensetzung kann ein rein auf Harz basierender Verbundstoff sein oder kann ein Hybridmaterial sein, wie ein Harzionomer (RI) oder ein harzmodifiziertes Glasionomer (RMGI), wie es in den US-Patenten Nr. 5,859,089, 6,127,451, 4,872,936, 5,063,257 und 5,154,762 offenbart ist. RMGI ist ein Hybridmaterial, das wenigstens ein saures Monomer oder Polymer, Wasser, ein Monomer mit wenigstens einer ethylenisch ungesättigten Gruppe, einen ionenauslaugbaren Füllstoff, der eine Härtungsreaktion mit dem sauren Monomer oder Polymer eingehen kann, und einen Polymerisationsinitiator enthält. Das saure Monomer oder Polymer enthält vorzugsweise wenigstens eine ethylenisch ungesättigte Gruppe. Der Polymerisationsinitiator kann ein Photoinitiator, ein Redoxinitiator oder eine Kombination von beiden sein. Ein Harz-Ionomer-Material, das auch Compomer genannt wird, enthält wenigstens ein saures Monomer mit wenigstens einer ethylenisch ungesättigten Gruppe, wenigstens ein Comonomer mit wenigstens einer ethylenisch ungesättigten Gruppe, einen ionenauslaugbaren Füllstoff und einen Polymerisationsinitiator. Ein Harzionomer enthält kein Wasser als absichtlich zugegebene Komponente.
Die erfindungsgemäße Zusammensetzung kann auch ein Lösungsmittel enthalten, das verwendet werden kann, um die Viskosität der Zusammensetzung zu modifizieren. In einer Ausführungsform wird das Lösungsmittel hinzugefügt, wenn eine Primer-, Kleber- oder Zementzusammensetzung zubereitet wird. Zu den Lösungsmitteln gehören Wasser, Methanol, Ethanol, Isopropanol, Aceton und Methylethylketon (MEK).
Die erfindungsgemäße Zusammensetzung wird auf den Zahn oder die Zahnstruktur aufgetragen und dann durch radikalische Polymerisation gehärtet (intraorale Härtung). Wenn die Zusammensetzung als permanente Prothese, wie als Krone/Brücke oder gebissmaterial, verwendet wird, wird die Zusammensetzung extraoral durch radikalische Polymerisation durch Licht, Wärme und/oder ein Redoxinitiatorsystem gehärtet und dann mit Hilfe eines Klebers und/oder Zements an das vorbereitete Gebiss geheftet.
Beispiele
Die folgenden Beispiele veranschaulichen, wie die Zusammensetzung angewendet wird, und schränken den Umfang der Erfindung nicht ein.
Bakterienwachstumshemmungstest
Ein Bakterienwachstumshemmungstest gegen Streptococcus mutans wurde gemäß dem Testverfahren 100 der American Association of Textile Chemist and Colorist (AATCC) durchgeführt. Gehärtete Proben in Form von quadratischen Platten von 38 mm × 38 mm mit einer Dicke von 0,4 mm wurden hergestellt und mit ca. 2 × 10⁵ CFU (koloniebildenden Einheiten) von Streptococcus mutans geimpft. Zählungen an den Platten wurden zum Zeitpunkt der Impfung (Zeitpunkt 0) und nach 24 Stunden Inkubation bei 37°C durchgeführt. Die prozentuale Bakterienreduktion wurde anhand der Zählergebnisse zum Zeitpunkt 0 und nach 24 Stunden Inkubation bestimmt.
Druckfestigkeitstest (CS-Test)
Die Proben wurden vorbereitet, indem man die Paste in eine Edelstahlform mit den Abmessungen 4 mm (Durchmesser) × 3 mm (Höhe) drückte und dann die Paste einer Lichthärtung mit einem Demetron-Optilux-401-Härtungslicht (Kerr Corporation, Orange CA), 30 Sekunden von jeder Seite, unterzog. Die gehärtete Scheibe wurde aus der Form genommen und 24 Stunden lang in Wasser von 37°C konditioniert, bevor man sie mechanischen Tests auf einem Instron Universal Tester (Model 4202) im Druckmodus mit einer Traversengeschwindigkeit von 0,50 mm/Minute unterzog. Die Spitzenlast, bei der die Probe brach, wurde verwendet, um die Druckfestigkeit zu berechnen, die in der Einheit MPa ausgedrückt wurde. Für jede Rezeptur wurden sechs Proben getestet.
Diametraler Zugfestigkeitstest (DTS-Test)
Die Proben wurden vorbereitet, indem man die Paste in eine Edelstahlform mit den Abmessungen 6 mm (Durchmesser) × 3 mm (Höhe) drückte und dann die Paste einer Lichthärtung mit einem Demetron-Optilux-401-Härtungslicht (Kerr Corporation, Orange CA), 30 Sekunden von jeder Seite, unterzog. Die gehärtete Scheibe wurde aus der Form genommen und 24 Stunden lang in Wasser von 37°C konditioniert, bevor man sie mechanischen Tests auf einem Instron Universal Tester (Model 4202) im Druckmodus mit einer Traversengeschwindigkeit von 10 mm/Minute unterzog. Die Last wurde in Richtung des Durchmessers im Druckmodus angelegt. Die Spitzenlast, bei der die Probe brach, wurde verwendet, um die Druckfestigkeit zu berechnen, die in der Einheit MPa ausgedrückt wurde. Für jede Rezeptur wurden sechs Proben getestet.
Biegefestiakeits- und Young-Modul-Test (FS- und E-Test)
FS und E wurden nach demselben Biegetest gemäß der Norm ISO 4049 gemessen, der dem Fachmann bekannt ist. Die Proben wurden vorbereitet, indem man die Paste in eine Edelstahlform mit den Abmessungen 2 mm × 2 mm × 25 mm drückte und dann einer Lichthärtung von beiden Seiten unterzog. Die gehärtete Scheibe wurde aus der Form genommen und 24 Stunden lang in Wasser von 37°C konditioniert, bevor man sie mechanischen Tests auf einem Instron Universal Tester (Model 4202) im Dreipunktbiegemodus mit einer Traversengeschwindigkeit von 0,5 mm/Minute unterzog. Die Spitzenlast, bei der die Probe brach, wurde verwendet, um die FS zu berechnen, die in der Einheit MPa ausgedrückt wurde. E wurde aus der Steigung der Spannungs-Dehnungs-Kurve in anfänglichen linearen Bereich erhalten. Für jede Rezeptur wurden sechs Proben getestet.
Farbmessung
Eine Farbmessung wurde unter Verwendung eines tragbaren Spektrophotometers (Modell SP60, X-Rite Inc.) im Reflexionsmodus gegen den weißen Hintergrund einer Opazitätskarte (Form 2A, Leneta Co.) durchgeführt. Die Farbe wird als L*a*b* unter Verwendung der CIELAB-Skala ausgedrückt, wobei L* die Helligkeit definiert, a* den Rot/Grün-Wert bezeichnet und b* den Gelb/Blau-Wert bezeichnet. Für die Farbmessung wurden 1 mm dicke Proben verwendet.
Beispiel 1
Zwei Pasten (A und B) wurden auf der Basis von Nexus^TM-2-Base-Clear-Paste (Kerr Corporation, Orange CA) hergestellt. Bakterienwachstumshemmungstests gemäß dem AATCC-100-Verfahren wurden mit den drei Zusammensetzungen durchgeführt. Paste A war dieselbe wie Nexus^TM-2-Base-Clear-Farbtonzusammensetzung und diente als Kontrolle, und Paste B wurde hergestellt, indem man 3,0% Irgaguard^® B7000 (ein antimikrobielles Silber-Zink-Glaspulver von Ciba Specialty Chemicals Corporation, Tarrytown NY) in Nexus^TM-2-Base-Clear-Farbtonzusammensetzung einarbeitete. Die Proben für den Bakterienwachstumshemmungstest wurden nach dem oben beschriebenen Verfahren vorbereitet, und die Härtung der Probe wurde erreicht, indem man die Probe eine Minute lang einer Lichthärtung unterzog.
Die Ergebnisse des Bakterienwachstumshemmungstests gegen Streptococcus mutans sind in Tabelle 1 gezeigt. Während Paste A (Nexus^TM 2 Base Clear, Kontrolle) das Bakterienwachstum nicht hemmte, reduzierte Paste B (Nexus^TM 2 Base Clear, das 3,0% Irgaguard^® B7000 enthielt) die Bakterienzahl um 99,11%. Tabelle 1. Bakterienwachstumshemmung von silberhaltigen Additiven gegen S. mutans (AATCC100-Verfahren)
Beispiel 2
Irgaguard^® B7000 wurde mit einer Konzentration von 3 Gew.-% in die Katalysatorpaste eines kommerziellen Kernaufbaumaterials (CoreRestore^® 2, Kerr Corporation, Orange CA) eingearbeitet. Die Farbstabilität der Katalysatorpasten mit und ohne Irgaguard^® B7000 wurde am Anfang und dann in verschiedenen Zeitabständen, nachdem die Pasten bei erhöhten Temperaturen (37°C und 42°C) aufbewahrt worden waren, gemessen. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 gezeigt.
Eine CoreRestore^®-2-Katalysatorpaste ohne Irgaguard^® B7000 wurde erheblich gelber (der b*-Wert wurde positiver) und etwas grüner (der a*-Wert wurde negativer) als CoreRestore^®-2-Katalysatorpaste mit Irgaguard^® B7000.
Die Gesamtfarbänderung wurde unter Verwendung der folgenden Gleichung berechnet: ΔE = {(L*1 – L*0)2 + (a*1 – a*0)2 + (b*1 – b*0)2}1/2 wobei L*₀, a*₀ und b*₀ die Anfangsfarbkoordinaten von frisch hergestelltem Material vor der Alterung waren und L*₁, a*₁ und b*₁ die Farbkoordinaten nach der Alterung waren. Tabelle 2. Wirkung von B7000-Additiv auf die Farbstabilität von CoreRestore^®-2-Katalysatorpaste
Die Farbänderung (ΔE) für die CoreRestore^®-2-Katalysatorpaste mit dem Silber-Zink-Glas-Additiv (Irgaguard^® B7000) war viel geringer als bei der CoreRestore^®-2-Katalysatorpaste ohne ^®B7000. Daher war CoreRestore^®-2-Katalysatorpaste mit dem Silber-Zink-Glas-Additiv viel farbstabiler als CoreRestore^®-2-Katalysatorpaste ohne das Additiv.
Beispiel 3
Irgaguard^® B7000 wurde mit einer Konzentration von 3 Gew.-% in die Katalysatorpaste eines kommerziellen Harzzements (Nexus^TM 2, Kerr Corporation, Orange CA) eingearbeitet. Die Farbstabilität der Pasten mit und ohne Irgaguard^® B7000 wurde am Anfang und dann nach 22 Tagen Alterung bei 42°C gemessen.
Die Ergebnisse sind in Tabelle 3 gezeigt. Nexus^TM-2-Katalysatorpaste ohne Irgaguard^® B7000 wurde erheblich gelber (der b*-Wert wurde positiver) und etwas grüner (der a*-Wert wurde negativer) als Nexus^TM-2-Katalysatorpaste mit Irgaguard^® B7000. Die Farbänderung (ΔE) bei der Nexus^TM-2-Katalysatorpaste mit Irgaguard® B7000 war viel geringer als bei der Nexus^TM-2-Katalysatorpaste ohne Irgaguard^® B7000. Daher war Nexus^TM-2-Katalysatorpaste mit dem Silber-Zink-Glas-Additiv viel farbstabiler als Nexus^TM-2-Katalysatorpaste ohne das Additiv. Tabelle 3. Farbstabilität von Nexus^TM-2-Katalysatorpasten
Beispiel 4
3 Gew.-% Irgaguard^® B7000 wurde in Nexus^TM Base Clear Paste eingeführt. Die mechanischen Eigenschaften (Druckfestigkeit, diametrale Zugfestigkeit und Biegefestigkeit) wurden nach den oben genannten Verfahren getestet, und die Proben wurden einer Lichthärtung mit einem Demetron-Optilux-401-Härtungslicht (Kerr Corporation, Orange CA) von jeder Seite unterzogen. Die Ergebnisse sind in Tabelle 4 aufgeführt. Tabelle 4. Wirkung von B7000-Additiv auf die mechanischen Eigenschaften von Nexus^TM 2 Base Paste
Es gibt keine statistisch signifikanten Unterschiede zwischen den mechanischen Eigenschaften von Nexus^TM 2 Base Clear Paste und Nexus^TM 2 Base Clear Paste mit 3 Gew.-% Irgaguard^® B7000. Daher beeinträchtigte die Einarbeitung eines Silber-Zink-Glas-Additivs in die Nexus^TM 2 Base Paste deren mechanische Eigenschaften nicht.
Beispiel 5
Irgaguard^® B7000 (3 Gew.-%) wurde in ein Harzverbundfüllmaterial, Prodigy^TM (Kerr Corporation, Orange CA), das eine lichthärtbare einkomponentige Paste ist, eingeführt. Die mechanischen Eigenschaften wurden getestet, und die Proben wurden einer Lichthärtung mit einem Demetron-Optilux-401-Härtungslicht (Kerr Corporation, Orange CA), 30 Sekunden von jeder Seite, unterzogen. Die Ergebnisse sind in Tabelle 5 gezeigt. Tabelle 5. Wirkung von Irgaguard^®-B7000-Additiv auf die mechanischen Eigenschaften von Prodigy^TM
Es gibt keine statistisch signifikanten Unterschiede zwischen den mechanischen Eigenschaften von Prodigy^TM und Prodigy^TM mit 3 Gew.-% Irgaguard^® B7000. Daher beeinträchtigte die Einarbeitung eines Silber-Zink-Glas-Additivs in die Prodigy^TM-Paste deren mechanische Eigenschaften nicht.
Die obigen Beispiele bewiesen die Nützlichkeit von silber-zink-haltigem Glas in auf Harzen basierenden dentalen Restaurationsmaterialien. Während es ausgezeichnete antibakterielle Eigenschaften verlieh, verbesserte es auch stark die Farbstabilität der Katalysatorpaste jedes zweikomponentigen Systems ohne negative Auswirkung auf die mechanischen Eigenschaften des Materials.
Das silberhaltige Glas kann auch in andere dentale Restaurations-, endodontische, orthodontische und prosthetische Zusammensetzungen eingearbeitet werden. Die Verwendung für das Material, in das die antibakteriellen Additive eingearbeitet werden, kann vorübergehend (weniger als drei Monate dauernd) oder dauerhaft (mehr als drei Monate dauernd) sein. Orthodontische Kleber oder Zemente, in die silberhaltiges Glas eingebaut ist, sind besonders gut für orthodontische Anwendungen geeignet, bei denen eine gute Mundhygiene schwierig aufrechtzuerhalten ist und das Bakterienwachstum schwieriger zu bekämpfen ist. Die antibakteriellen Additive können in ein einkomponentiges dentales Restaurationsmaterial, wie ein lichthärtbares Material (mit einem Lichthärtungsinitiator) oder thermisch härtbares Material (mit einem thermischen Härtungsinitiator) oder eine Kombination von einem thermisch und lichthärtbaren Material, eingearbeitet werden. Das lichthärtbare Material kann ein Verbundfüllmaterial, ein Zement, ein Loch/Riss-Versiegelungsmaterial, eine Basis oder eine Verkleidung sein. Das thermisch härtbare Material kann ein prostethisches Material, wie ein Inlay, Onlay oder ein Kronenmaterial sein, das extraoral durch Wärme oder eine Kombination von Licht und Wärme polymerisiert wird und dann mit einem Kleber und/oder Zement an die Zahnstruktur geheftet wird. Di antibakteriellen Additive können auch in ein zweikomponentiges Dentalmaterial, wie ein selbsthärtendes (mit einem Redoxinitiatorsystem) oder dual härtbares (Kombination von Selbsthärtung und thermischer Härtung oder Kombination von Lichthärtung und Selbsthärtung) Material, eingearbeitet werden. Alles in allem können beliebige Konfigurationen (wie Lichthärtung gegenüber Selbsthärtung oder dualer Härtung, einkomponentig gegenüber zweikomponentig, Füllmaterial gegenüber Zement, Verkleidung oder Kleber oder endodontisches Versiegelungsmaterial, Verbundharz gegenüber Hybridmaterial, wie Harzionomer oder harzmodifiziertes Glasionomer) leicht erhalten werden, indem man verschiedene Härtungsinitiatoren (Photoinitiator, thermischer Härtungsinitiator, Redoxinitiator oder eine Kombination davon) und Füllstofftypen (reaktiver Füllstoff und/oder nichtreaktiver Füllstoff) einarbeitet und die Viskosität modifiziert (durch Variation der Füllstoffkonzentration und/oder Verwendung eines Lösungsmittels).
Die obigen Beispiele dienen nur zur Veranschaulichung. Man sollte sich darüber im Klaren sein, dass die in der Beschreibung gezeigten und beschriebenen Ausführungsformen der Erfindung nur bevorzugte Ausführungsformen sind.

Claims

Dentalzusammensetzung, die ein Silber-Zink-Glas, wenigstens ein Monomer mit wenigstens einer ethylenisch ungesättigten Gruppe und ein Polymerisationsinitiatorsystem umfasst.
Zusammensetzung gemäß Anspruch 1, die weiterhin einen Füllstoff umfasst.
Zusammensetzung gemäß Anspruch 2, wobei der Füllstoff aus einem anorganischen Metall, Salz, Oxid, Silicat, Aluminosilicat, Aluminoborosilicat, Fluoroaluminosilicat, kolloidaler Kieselsäure, gefälltem Kieselgel, polymerem Füllstoff, polymerisiertem Verbundfüllstoff mit anorganischen Teilchen, Bariumaluminosilicat, Bariumaluminoborosilicat, Strontiumaluminosilicat, Zinkaluminosilicat, Bariumaluminofluorosilicat, Strontiumaluminofluorosilicat, Zirconiumoxid, Zirconiumaluminosilicat, pyrogener Kieselsäure und Kombinationen davon ausgewählt ist.
Zusammensetzung gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das silber-zink-haltige Glas in einer Konzentration im Bereich von 0,01 bis 10 Gew.-% der Zusammensetzung vorliegt.
Zusammensetzung gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das silber-zink-haltige Glas ein Pulver ist.
Zusammensetzung gemäß Anspruch 5, wobei das silber-zink-haltige Glaspulver durch Mischen der Silberverbindung mit einer Vielzahl von glas bildenden Bestandteilen und dann das Formen des Glases zu einem Pulver erhältlich ist.
Zusammensetzung gemäß Anspruch 5 oder 6, wobei das silber-zink-haltige Glaspulver aus zinkhaltigem Silberaluminophosphat-Glas und zinkhaltigem Silberaluminosilicat-Glas ausgewählt ist.
Zusammensetzung gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die ethylenisch ungesättigte Gruppe aus einer Vinylgruppe, Methacrylatgruppe, Acrylatgruppe und Kombinationen davon ausgewählt ist.
Zusammensetzung gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Polymerisationsinitiatorsystem aus einem Photoinitiatorsystem, einem Redoxinitiatorsystem, einem Wärmeinitiatorsystem und Kombinationen davon ausgewählt ist.
Zusammensetzung gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, die weiterhin eine Komponente umfasst, die aus einem Lösungsmittel, einem Farbstoff, einem Stabilisator, einem UV-Absorber und Kombinationen davon ausgewählt ist.
Zusammensetzung gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Zusammensetzung aus einem Harzverbundstoff, einem Harzionomer und einem harzmodifizierten Glasionomer ausgewählt ist.
Farbstabilisierte Dentalzusammensetzung, die eine Zusammensetzung gemäß einem der vorstehenden Ansprüche umfasst, wobei der Polymerisationsinitiator ein Peroxid-Initiator ist.
Zusammensetzung gemäß Anspruch 12, wobei der Peroxid-Initiator ein Wärme- oder thermischer Initiator ist.
Zusammensetzung gemäß Anspruch 12, wobei der Peroxid-Initiator Bestandteil eines Redoxinitiatorsystems ist, das weiterhin ein Reduktionsmittel umfasst, das in einer zweiten Zusammensetzung enthalten ist.